JP3098109B2 - 伸び特性の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄板の製造方法 - Google Patents

伸び特性の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄板の製造方法

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JP3098109B2 JP04181550A JP18155092A JP3098109B2 JP 3098109 B2 JP3098109 B2 JP 3098109B2 JP 04181550 A JP04181550 A JP 04181550A JP 18155092 A JP18155092 A JP 18155092A JP 3098109 B2 JP3098109 B2 JP 3098109B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、双ロール式連続鋳造法
によりCr−Ni系ステンレス鋼薄板を製造する方法に
関する。双ロール式連続鋳造法は、平行配置した一対の
冷却ロールとその両端面をシールするサイド堰とによっ
て構成した湯溜まり部に金属溶湯を注入し、両冷却ロー
ルの円周面状にそれぞれ凝固殻を生成させ、回転する両
冷却ロールの最近接位置(いわゆる「キッシングポイン
ト」)付近で凝固殻同士を合体させて一体の薄帯状鋳片
として送出する連続鋳造方法である。
【0002】双ロール式連続鋳造法により鋳造される薄
帯状鋳片は、厚さ数mm(通常1〜6mm程度)であ
り、熱間圧延を経ずに冷間圧延を行って薄板製品を製造
することができる。そのため、振動鋳型等を用いる連続
鋳造により数100mm角の熱間圧延用スラブとしての
鋳片を鋳造し、これを熱間圧延してから冷間圧延する製
造方法(スラブ鋳片/熱間圧延プロセス)に比べて、生
産効率およびコストが格段に有利になる。
【0003】
【従来の技術】冷間圧延によるCr−Ni系ステンレス
鋼薄板は、種々の冷間成形加工を施されて産業用および
家庭用の耐食性構造材および外装材として広く用いられ
ている付加価値の高い製品であり、その製造に双ロール
式連続鋳造法を適用することにより高い経済効果が得ら
れることが期待される。
【0004】双ロール式連続鋳造による薄帯状鋳片の鋳
造は、大断面のスラブ鋳片の連続鋳造に比べて著しい急
冷凝固となるため凝固組織が微細であり、介在物も微細
に多数析出する。薄板の冷間成形性に直接影響を及ぼす
伸び値を確保するためには、結晶粒が十分に粗大化して
いる必要がある。しかし、特にMnS系介在物や過飽和
したSが微細に多数存在していると、薄帯状鋳片を冷間
圧延・焼鈍した際の再結晶時の結晶粒成長が抑制され、
冷延製品の伸びの低下やばらつきが大きいという問題が
あった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、双ロール式
連続鋳造法により伸び特性の優れたCr−Ni系ステン
レス鋼薄板を安定して製造する方法を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、溶鋼のS濃度0.003%以下、Al濃度0.
003%以下であり、且つ溶鋼中にAl2 3 含有量3
0%以下でMnO−SiO2 を主成分とするCaO−A
2 3 −MnO−SiO2 −MgO系介在物を含むC
r−Ni系ステンレス鋼溶鋼を双ロール式連続鋳造法に
より薄帯状鋳片に鋳造し、この鋳片を冷間圧延すること
を特徴とする伸び特性の優れたCr−Ni系ステンレス
鋼薄板の製造方法によって達成される。
【0007】本発明の方法は、下記式1 で定義される
Md30が0〜50℃の範囲にある組成を有するCr−Ni
系ステンレス鋼に適用すると特に有利である。 Md30 = 413-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-13.7Cr-18.5Mo-9.1(Ni+Cu)... 式1
【0008】
【作用】双ロール式連続鋳造法でCr−Ni系ステンレ
ス鋼薄帯状鋳片を鋳造すると、冷却速度が2000℃/
sec程度と速いため微細なMnSが鋳片全体に析出し
またはSが過飽和に存在する。これが冷延・焼鈍時の再
結晶γ粒の成長を妨げることが分かった。そこで、鋳片
でMnSを優先的に粗大析出させ、再結晶粒成長を妨げ
る微細MnSの数を減少させることが有効である。
【0009】一方、鋳片のMnSはMnシリケートを核
として析出していることが判明した。従って、MnSを
粗大析出し易くするには鋳片中にMnシリケートの存在
を確保することが有効である。更に、介在物の組成は精
錬時の塩基度の調整により最適化できることが判明し
た。ここで塩基度はスラグ中のCaO重量%とSiO2
重量%との比率(%CaO/%SiO2 )で示す。その
際、溶鋼S濃度を0.003%以下、溶鋼Al濃度を
0.003%以下とすることが必要であることが判明し
た。S濃度が0.003%より多くなると、鋳造中に粗
大なMnSが十分に析出せず微細なものが多くなり、伸
びが低下する。Al濃度が0.003%より多くなる
と、介在物の組成がAl2 3 が30%以上のCaO−
Al2 3 −MnO−SiO2 −MgO系か、またはM
gO−Al2 3 系となり、MnSの析出核として不十
分である。
【0010】従来、双ロール式連続鋳造するCr−Ni
系ステンレス鋼の溶製は、電気炉溶解−AOD精錬(E
F−AOD法)または真空誘導炉による溶解(VIM
法)によって行われている。EF−AOD法の場合、精
錬時の塩基度は1.6から2程度で低く、介在物はAl
2 3 濃度が30%以下でMnO−SiO2 を主成分と
するCaO−Al23 −MnO−SiO2 −MgO系
組成であるが、溶鋼S濃度は50〜80ppmと比較的
高い。この場合、MnSの析出核となるMnシリケート
が多数存在しているが、S濃度が高いため結局MnSが
微細に多数析出してしまい、冷延製品の伸びが低下す
る。
【0011】一方、VIM法の場合、3から4程度の高
塩基度精錬が可能であり、S濃度を10〜30ppmに
低減できるが、介在物はAl2 3 −MgO系組成とな
る。この場合、S濃度は低いが、MnS析出の核となり
得るMnシリケートが存在しないため、結局微細なMn
Sや過飽和にSが存在するため、冷間圧延・焼鈍した差
異の再結晶時の結晶粒成長が抑制されてしまい、冷延製
品の伸びが低下する。
【0012】本発明で規定した溶鋼中SおよびAl濃度
と介在物組成とを実現するには、上記従来の溶製法のま
までは不十分である。例えばVIM法の場合に、先ず高
塩基度で脱硫処理をした後に排滓して、塩基度を従来の
3〜4という高塩基度ではなくむしろ低めの2.5ある
いはそれ以下に調整することにより、本発明の介在物組
成を得ることができる。また、EF−AOD法の場合に
は、EF後AOD前にパウダーインジェクション精錬
(PIM)を行うEF−PIM−AODとするか、ある
いはAODにおいてダブルスラグを用いてSを0.00
3%以下に低減させることが必要になる。
【0013】以下に、実施例によって本発明を更に詳細
に説明する。
【0014】
【実施例】表1に示す組成のCr−Ni系ステンレス鋼
溶鋼を双ロール式連続鋳造法により厚さ3mmの薄帯状
鋳片に鋳造し、これを冷間圧延および光輝焼鈍して厚さ
0.6mmの薄板製品を製造した。各製品板について引
張試験による伸びの測定およびCMA(Computer-aided
Micro Analyzer:元素マッピング装置)によるMnSの
析出分布の測定を行った。
【0015】表2に、EF以降の溶製法、組成から式 1
により算出されるMd30値、スラグ塩基度、介在物の組
成およびMnS核としての適否(〇適、×不適)、およ
び製品薄板の伸び(%)を示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】表1および表2において、A〜Hは本発明
による例であり、I〜Mは比較例である。比較材IはS
量・介在物組成、比較材Jは介在物組成、比較材KはS
量、比較材LはS量・Al量・介在物組成、比較材Mは
S量・Al量が、本発明の範囲を満たしていない。図1
に、Md30値と伸びとの関係を示す。同一Md30値におい
て、本発明による薄板は従来法による比較材に比べて伸
びが3〜4%向上していることが分かる。
【0019】図2(a)および(b)に、本発明のH材
(伸び52%)と比較例のJ材(伸び48.2%)につ
いてCMAによるMnS析出分布を示す。CMAでは円
0.5μm以上の寸法のMnSが検出できる。本発明の
H材は比較例のJ材とほぼ同等の組成(Md30値)である
が、粗大なMnSが多く、逆接的に考えれば粒成長を阻
害する微細なMnSが少ない。これはH材の介在物組成
がMnシリケート系であるのに対し、J材の介在物組成
がAl2 3 系であることによる。
【0020】図3に示すように、鋼中MnSはMnシリ
ケートを核として析出していることが分かる。各部位
A、B、Cの組成は走査電子顕微鏡による薄膜分析によ
る。図4に、介在物組成に及ぼすスラグ塩基度(CaO
/SiO2 比)の影響を示す。この関係を利用して塩基
度の調整により介在物組成を制御することができる。塩
基度0.5〜2.5の範囲で、MnS析出核として適当
な介在物組成が得られる。塩基度が0.5より小さくな
ると溶鋼中の酸素濃度が高くなり鋳片の清浄度が悪くな
り、介在物起因によるメッキ性の悪化や耐銹性の低下が
起こる。塩基度が2.5より大きくなると介在物がAl
2 3 −MgO系組成となり、MnSの析出核として不
適当になる。
【0021】図5に、鋳造速度40m/min、105
m/minの場合の鋳片表面の温度推移を示す。MnS
の析出は、900℃以上での時間が長いほど更に有利に
なると考えられる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来低C化・低N化して要綱のMd30を調整して鋳造
した方法に比較し、低S化と介在物組成の適正化によっ
て、双ロール式連続鋳造における急冷凝固時にもMnS
を粗大に析出させることにより、従来法に比較して高い
伸び特性の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄板を安価
にかつ安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Md30値と伸びとの関係を本発明材および比較材
について示すグラフである。
【図2】本発明材(a)および比較材(b)のMnS析
出分布を示すCMA測定結果である。
【図3】鋼中MnSの析出形態を示す電子顕微鏡写真で
ある。
【図4】スラグ塩基度と介在物組成の関係を示すグラフ
である。
【図5】鋳片表面の温度推移を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桐原 端史 山口県光市大字島田3434番地 新日本製 鐵株式会社光製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭56−146862(JP,A) 特開 平3−42151(JP,A) 特開 昭57−118846(JP,A) 特開 平5−230538(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/06 330 B22D 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶鋼のS濃度0.003%以下、Al濃
    度0.003%以下であり、且つ溶鋼中にAl2 3
    有量30%以下でMnOとSiO2 を主成分とするCa
    O−Al2 3 −MnO−SiO2 −MgO系介在物を
    含むCr−Ni系ステンレス鋼溶鋼を双ロール式連続鋳
    造法により薄帯状鋳片に鋳造し、この鋳片を冷間圧延す
    ることを特徴とする伸び特性の優れたCr−Ni系ステ
    ンレス鋼薄板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記Cr−Ni系ステンレス鋼が、下記
    式1 で定義されるMd30が0〜50℃の範囲にある組成
    を有することを特徴とする請求項1記載の方法。 Md30 = 413-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-13.7Cr-18.5Mo-9.1(Ni+Cu)... 式1
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